研究人员通过精心设计的肺靶向脂质纳米颗粒(LNPs),实现了在肺干细胞中高效且持久的基因组编辑。实验结果显示,这些优化的LNPs在静脉注射后,能够穿透复杂的生理屏障,成功编辑超过70%的肺干细胞,并在超过80%的肺上皮细胞中维持长达660天的基因表达。特别针对囊性纤维化,他们采用的NG-ABE8e信使核糖核酸(mRNA)-sgR553X LNP系统,在体外实验中实现了超过95%的CFTR DNA校正,有效恢复了患者来源的支气管上皮细胞及肠道类器官的CFTR功能,并在囊性纤维化小鼠模型中校正了50%肺干细胞中的R553X无义突变。
囊性纤维化作为一种遗传性疾病,长期困扰着患者,其特征是CFTR基因缺陷导致肺部和消化道内粘液异常积聚。尽管已有多种缓解症状的治疗方法问世,但根治此病仍是一大挑战。过往的基因编辑尝试多因难以穿透免疫系统和肺部粘液层,或过早被肝脏截留而宣告失败。
此次研究中,科研团队不仅优化了LNPs的配方,使其能够绕过肝脏的过滤作用,还创新性地引导它们穿越血液,直达肺上皮内膜的基底侧,进而渗透至包括肺基底细胞在内的多种肺细胞类型中。这一策略的成功实施,标志着基因编辑技术在治疗囊性纤维化等肺部遗传病方面迈出了重要一步。
在基因改造的囊性纤维化小鼠模型上的实验表明,该疗法效果显著,能够精确修复导致疾病的基因突变,并在长达22个月的时间内持续缓解疾病症状。这一发现不仅为囊性纤维化的治疗开辟了新途径,也为其他肺部及遗传性疾病的基因治疗提供了宝贵的参考和启示。